ヒールシャー超音波技術

強化ゴムの超音波準備

  • 補強ゴムは、高い引張強さ、伸び、耐摩耗性およびより良好な経時安定性を示しています。
  • カーボンブラック(例えば、カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ)、グラフェン、又はシリカのような充填剤が均一に所望の材料特性を提供するために、マトリックス中に分散されなければなりません。
  • パワー超音波は非常に強化特性を有する単分散ナノ粒子の優れた配信品質を与えます。

 

超音波分散

超音波分散超音波が大きく粒子とチューブの分離及び機能化を増強するため、超音波は、そのような単分散ナノ粒子及びナノチューブ等のナノ材料を分散させるために広く用いられています。
超音波分散装置が作成されます キャビテーション ナノ粒子およびナノチューブを崩壊、解凝集、分裂および分散させるための高剪断力が含まれる。超音波処理の強さは、超音波処理パラメータが、ナノ材料の濃縮、凝集、および整列/絡み合いを考慮して、完全に適合されるように、正確に調整および制御することができる。それによって、ナノ材料は、それらの特定の材料の要件に関して最適に処理することができる。個々に調整された超音波処理パラメータによる最適な分散条件は、ナノ添加剤および充填剤の優れた補強特性を有する高品質の最終ゴムナノ複合材料をもたらす。
超音波の優れた分散品質及びそれによって達成均一分散のために、非常に低い充填剤負荷は、優れた材料特性を得るのに十分です。

超音波カーボンブラック強化ゴム

カーボンブラックは、ゴム材料の耐摩耗性および引張強度を与えるために、特にタイヤ用、ゴムの中で最も重要な充填剤の一つです。カーボンブラック粒子が均一に分散することが困難な凝集体を形成する高濃度傾向があります。カーボンブラックは、一般塗料、エナメル、印刷インク、ナイロン、プラスチック着色剤、ラテックス混合物、ワックス混合物、フォトコーティング、及びそれ以上において使用されています。
超音波分散は、脱凝集粒子の非常に高い単分散性と均一に混合することを可能にします。
強化複合材料用の超音波分散の詳細については、ここをクリックして!

UIP16000  -  16kWの産業超音波分散機(クリックすると拡大します!)

工業用超音波システム

情報要求




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カーボンナノチューブの超音波分散:ヒールシャー超音波処理器は、単一のナノチューブに迅速かつ効率的にCNTを分散し、デタングル。

UP400Sを用いた水へのカーボンナノチューブの分散

超音波CNT- / MWCNT強化ゴム

超音波ホモジナイザーを正確プロセスおよび材料の要件に制御及び調整することができる強力な分散システムです。超音波処理パラメータの正確な制御は、ナノチューブ(例えば切断)を損傷することなく、単一のチューブにdetangledなければならないので、このようなのMWNT又はSWNTのようなナノチューブを分散させるために特に重要です。それらは例外的強度および剛性を与えるように、複合材料中に処方:損傷を受けていないナノチューブは、(11.32億まで)高アスペクト比を提供します。強力、正確に調節超音波処理は、ファンデルワールス力とばらつくを克服し、優れた引張強さ及び弾性率を有する高性能ゴム材料が得られるナノチューブをdetangles。
さらに、 超音波機能化 マニホールド用途に使用することができ、所望の特性を達成するためにカーボンナノチューブを変更するために使用されます。

超音波ナノシリカ強化ゴム

超音波分散したナノシリカ(クリックすると拡大します!)超音波分散機は、シリカの非常に均一な粒子分布(SIOを提供します2ゴムポリマー溶液中)のナノ粒子。シリカ(SiO2)ナノ粒子が均一に重合スチレンブタジエンおよび他のゴムで単分散粒子として分散されなければなりません。単分散ナノのSiO2 靭性、強度、伸び、曲げおよびアンチエイジング性能を著しく向上させる補強剤として機能します。ナノ粒子が適用される場合:粒子サイズが小さいほど、粒子の比表面積が大きくなります。表面積/体積(S/V)比が高いほど、構造・補強効果が向上し、ゴム製品の引張強度と硬度が向上します。
シリカナノ粒子の超音波分散を正確に球状の形態、精密に調整粒子サイズ、及び非常に狭いサイズ分布が得られるようにプロセスパラメータを制御することを可能にします。
超音波それによって強化ゴムの最高の材料性能のシリカ結果を分散させました。
SiO超音波分散の詳細については、ここをクリックして2

私たちは、最適な超音波プロセスのためにカスタマイズされたソリューションを開発します!

ナノ分散体のためのカスタマイズされた超音波のセットアップ

フュームドシリカの超音波分散:ヒールシャー超音波ホモジナイザーUP400Sは、単一のナノ粒子に迅速かつ効率的にシリカ粉末を分散させます。

UP400Sを使用して水中にフューメドシリシアを分散させる

強化添加剤の超音波の分散

粒子の修正及び小型化(クリックすると拡大します!)のためUP200S超音波装置超音波処理は、ゴム複合材料の弾性率、引張強度、疲労特性を改善するために他の多くのナノ粒子化材料を分散させることが証明されています。充填剤および強化添加剤の粒径、形状、表面積および表面活性は、その性能のために重要であるので、強力で信頼性の高い超音波分散機は、最も頻繁にゴム製品にマイクロ及びナノサイズの粒子を配合する方法を用いるの一つです。
ゴムマトリックス中に均一に分布または単分散粒子として超音波処理によって組み込まれている典型的な添加剤および充填剤は、炭酸カルシウム、カオリン粘土、フメッドシリカ、沈殿シリカ、グラファイト酸化物、グラフェン、マイカ、タルク、バラット、ウォラストニトニテ、沈殿ケイ酸塩、フュームドシリカおよび珪藻土。
ときオレイン酸官能たTiO2 ナノ粒子は、超音波、スチレン - ブタジエンゴムでオレイン-SIOのも非常に少量分散さ2 写真及び熱分解に対する保護剤として有意に改善された弾性率、引張強度、疲労特性および機能をもたらします。

  • アルミナ三水和物(アル2ザ・3)、及びトラッキング及び耐エロージョン性のための熱伝導性を向上させるために、難燃剤として添加されます。
  • 酸化亜鉛(ZnO)フィラーは、比誘電率ならびに熱伝導率を増大させます。
  • 二酸化チタン(たTiO2)熱および電気伝導性を向上させることができます。
  • 炭酸カルシウム(炭酸カルシウム3)、その機械的、レオロジー及び難燃性に添加剤として使用されます。
  • チタン酸バリウム(チタン酸バリウム3)熱安定性を増大させます。
  • グラフェン グラフェン酸化物(GO)は、優れた機械的、電気的、熱的及び光学材料特性を与えます。
  • カーボンナノチューブ (カーボンナノチューブ)が著しく、引張強さ、電気および熱伝導性などの機械的特性を向上させます。
  • 多層カーボンナノチューブ(MWNT)Young`s弾性率を向上させ、強度をもたらします。例えば、わずか1重量増加Young`s弾性率のエポキシ結果へのMWNTの%はそれぞれ降伏強度、純粋なマトリックスに比べて100%および200%。
  • 単層カーボンナノチューブ (単層カーボンナノチューブ)の機械的特性と熱伝導性を向上させます。
  • カーボンナノファイバー(CNF)は、強度、耐熱性、耐久性を追加します。
  • 例えば、ニッケル、鉄、銅、亜鉛、アルミニウムなどの金属ナノ粒子および 電気及び熱伝導性を改善するために添加されます。
  • などの有機ナノ材料 モンモリロナイト 機械的および難燃特性を改善します。

超音波分散システム

ヒールシャー超音波は、超音波機器の幅広い製品群を提供しています – 実現可能性テストアップのための小さなベンチトップシステムから大型まで 工業用超音波処理装置ユニット 最大で 単位あたり16kW。パワー、信頼性、正確な制御だけでなく、その堅牢性は、ヒールシャーの超音波分散システム作り “仕事の馬” ミクロンおよびナノ粒子化製剤の生産ラインインチ私たちのultrasonicatorsは、最大水系と溶剤系分散液を処理することができ、 (10,000cpまで)高粘度 簡単に。種々のソノトロード(超音波ホーン)、ブースター(インテンシファイア/減少部)、フローセルの形状やその他の付属品は、製品とプロセスの要件に超音波分散の最適な適合を可能にします。
ヒールシャー超音波’ 工業用超音波プロセッサは、非常に提供することができます 高振幅.200μmまでの振幅は24/7操作で速やかに連続的に動くことができる。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトローデが利用可能です。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、 年中無休 動作 ヘビーデューティー そして、で要求の厳しい環境。 Hielscher`s超音波分散機は、大規模な商業生産のために世界中でインストールされています。
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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超音波均質化に関する追加情報をご希望の場合は、以下のフォームをご利用ください。私たちはあなたの要求を満たす超音波システムを提供することをうれしく思います。









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水中のカーボンブラック粉末を脱凝集し、分散させることは、高性能超音波処理を使用して正常に達成することができます。ビデオは、水中のカーボンブラック粒子を分散ヒールシャーUP200St(200W、26kHz)を示しています。Tween 80は、長期安定した安定したナノサイズの懸濁液を得るために安定剤/界面活性剤として使用される。

超音波処理器UP200St(200W)は、界面活性剤として1%wt Tween80を使用して水中にカーボンブラックを分散させる

文学/参考文献

  • Bitenieks、法学; Meria、レモMerijs。 Zicans、ジャニス。 Maksimovs、ロバーツ。 Vasilec、コーネリア。 Musteata、バレンエレナ(2012):スチレン - アクリレート/カーボンナノチューブナノコンポジット:機械的、熱的、および電気的特性。科学エストニアアカデミー、2012、61、3、172から177までの議事。
  • Kaboorani、アリレザ。 Riedlの、バーナード。ブランシェ、ピエール(2013):超音波処理法:木材接着剤中に分散ナノクレー方法。ナノ材料2013のジャーナル。
  • 木綿、G .; Farzaneh、M.(2011):マイクロ/ナノフィラーの使用の実態調査は、屋外の碍子用シリコーンゴムを改善します。先端材料科学27、2011年1〜3のレビュー。
  • シャルマ、S.D .;シン、S.(2013):シリカ上で非常に効果的なナノ硫酸化ジルコニアの合成とキャラクタリゼーション:超音波照射によるコアシェル触媒。化学2013年のアメリカジャーナル、3(4):96-104。


知る価値のある事実

合成ゴム

合成ゴムは人工エラストマーです。合成ゴムは、主に石油副生成物から合成されたポリマーであり、他のポリマーと同様に、様々な石油系モノマーから製造される。最も一般的な合成ゴムは、スチレンと1,3-ブタジエンの共重合から誘導されたスチレン - ブタジエンゴム(SBR)である。他の合成ゴムは、イソプレン(2-メチル-1,3-ブタジエン)、クロロプレン(2-クロロ-1,3-ブタジエン)およびイソブチレン(メチルプロペン)から調製され、架橋のためのイソプレンの割合は低い。これらおよび他のモノマーは、種々の割合で混合して共重合させて、物理的、機械的および化学的特性の範囲の生成物を生成することができる。モノマーは純粋に製造することができ、不純物または添加剤の添加は、最適な特性を与えるように設計することができる。純粋なモノマーの重合は、シスおよびトランス二重結合の所望の割合を与えるように、より良好に制御することができる。
合成ゴムは、天然ゴムのような、広くタイヤ、ドアや窓のプロファイル、ホース、ベルト、マット、フローリング用の自動車産業で使用されています。

天然ゴム

天然ゴムはまた、インドのゴムや天然ゴムとして知られています。天然ゴムは、エラストマーとして分類され、主に有機化合物、ポリ - シス - イソプレン及び水のポリマーから構成されています。これは、ゴムの木からラテックスとして導出されるタンパク質、汚れ等の天然ゴム、のような不純物の痕跡を含ま パラゴムノキブラジリエ、優れた機械的性質を示します。しかしながら、合成ゴムに比べて、天然ゴムは、特にその熱安定性及び石油製品との互換性にについての低い材料性能を有します。天然ゴムは、単独で、または他の材料と組み合わせて、広範囲の用途を有しています。大部分、これは、その大きな延伸比、高いレジリエンス、その極めて高い水密に使用されます。ゴムの融点は、約180°C(356°F)です。

以下の表は、ゴムの様々なタイプの概要を説明しています:

Iso 技術名称 一般名
Acm ポリアクリル酸エステルゴム
Aem エチレン - アクリル酸エステルゴム
TO ポリエステルウレタン
登録しよう ブロモイソブチレンイソプレン ブロモブチル
Br ポリブタジエン ブナCB
IR情報 クロロイソブチレンイソプレン クロロブチル、ブチル
Cr ポリクロロプレン クロロプレン、ネオプレン
Csm クロロスルホン化ポリエチレン ハイパロン
環境 エピクロロヒドリン ECO、エピクロロヒドリン、Epichlore、Epichloridrine、Herclor、ハイドリン
Ep エチレンプロピレン
Epdm エチレンプロピレンジエンモノマー EPDM、ノーデル
米国 ポリエーテルウレタン
フクム パーフルオロカーボンラバー カルレッツ、ケムラッツ
FKM Fluoronated炭化水素 バイトン、FLUOREL
FMQ フルオロシリコーン FMQ、シリコーンゴム
Fpm フッ素ゴム
HNBR 水素化ニトリルブタジエン HNBR
ポリイソプレン (合成)天然ゴム
Iir イソブチレンイソプレンブチル ブチル
Nbr アクリロニトリル・ブタジエン NBR、ニトリル、PERBUNAN、ブナN
Pu ポリウレタン PU、ポリウレタン
Sbr スチレンブタジエン SBR、ブナS、GRS、ブナVSL、ブナSE
セブス スチレンエチレンブチレンスチレン共重合体 SEBSゴム
ポリシロキサン シリコーンゴム
Vmq ビニールメチルシリコーン シリコーンゴム
XNBR アクリロニトリルブタジエンモノマーカルボキシ XNBR、カルボキシル化ニトリル
XSBR スチレンブタジエンモノマーカルボキシ
YBPO 熱可塑性ポリエーテルエステル
YSBR スチレンブタジエンブロック共重合体
YXSBR スチレンブタジエンカルボキシブロック共重合体

Sbr

スチレン - ブタジエン、スチレン - ブタジエンゴム(SBR)は、スチレンとブタジエンから誘導される合成ゴムが記載されています。その高い耐摩耗性と良好な抗老化特性によって特徴付け強化スチレン - ブタジエン。スチレンとブタジエンとの間の比は、ポリマーの特性を決定する:高スチレン含有量によって、ゴムが硬く、より少ないゴム状になります。
非強化SBRの制限は、その補強せずに低強度、低反発性、(特に高温で)、低い引裂強度、及び乏しい粘着性によって引き起こされます。したがって、補強剤および充填剤は、SBRの性質を改善するために必要とされます。例えば、カーボンブラック充填剤は重く、強度及び耐摩耗性に使用されています。

スチレン

スチレン(C8H8)は、エテニルベンゼン、ビニルベンゼン、フェニルエテン、フェニルエチレン、cinnamene、スチロール、diarexのHF 77、styrolene、及びstyropolなどの様々な条件の下で知られています。これは、化学式Cを有する有機化合物であります6H5CH = CH2。スチレンは、ポリスチレンと、いくつかの共重合体の前駆体です。
これは、ベンゼン誘導体であり、容易に蒸発し、無色油状液体として現れます。スチレンはあまり快い香りに高濃度で回転甘い香りを持っています。
ビニル基の存在下で、スチレンはポリマーを形成します。スチレン系ポリマーは、商業的に、ポリスチレン、ABS、スチレン - ブタジエン(SBR)ゴム、スチレン - ブタジエンラテックス、SIS(スチレン - イソプレン - スチレン)、S-EB-S(スチレン - エチレン/ブチレンなどの製品を得るために製造されていますスチレン)、スチレン - ジビニルベンゼン(DVB-S)、スチレン - アクリロニトリル樹脂(SAN)、及び樹脂及び熱硬化性化合物に使用される不飽和ポリエステル。これらの材料は、ゴム、プラスチック、断熱材、ガラス繊維、パイプ、自動車やボートの部品、食品容器、及びカーペット裏地の生産のための重要なコンポーネントです。

ゴム用途

ゴムは、強度、長期持続性、耐水性、耐熱性などの多くの材料特性を有しています。それは多くの産業で使用されるように、これらの特性は、ゴムは非常に汎用性にします。ゴムの主な用途は、主にタイヤ生産のために、自動車産業です。その非滑りやすい、柔らかさ、耐久性、弾力性などのさらなる特徴は、ゴム靴、床材、医療・ヘルスケア用品、家庭用品、玩具、スポーツ用品や他の多くのゴム製品の製造に使用非常に頻繁に複合させます。

ナノ添加剤とフィラー

ゴム中のナノサイズの充填剤および添加剤は、引張強度、耐摩耗性、引き裂き抵抗、ヒステリシスを改善し、フォトゴムの熱劣化に抗して保持するための補強および保護剤として作用します。

シリカ

シリカ(SiO2、二酸化ケイ素)は、例えば、アモルファスシリカのような多くの形態で使用されていますヒュームドシリカ、シリカヒュームは、動的機械的特性、耐熱老化性、及び形態に関する材料特性を改善するための沈降シリカ。シリカ充填化合物は、増加充填剤含量にそれぞれ増加粘度及び架橋密度を示します。硬度、モジュラス、引張強度、及び摩耗特性がシリカフィラー量を増やすことによって、徐々に改善されました。

カーボンブラック

カーボンブラックは、その表面に結合(例えば、カルボン酸、キノン、ラクトン、フェノール基などのような)化学吸着酸素複合体と準結晶炭素の形態です。これらの表面酸素基は、通常、用語の下にグループ化されています “揮発性の錯体”。これにより揮発分に、カーボンブラックは、非導電性材料です。炭素 - 酸素錯体で官能化カーボンブラック粒子は、分散が容易です。
カーボンブラックの高い表面積対体積比は、一般的な補強性充填剤となります。引張強度及び耐摩耗性が不可欠であるため、ほぼすべてのゴム製品は、カーボンブラックを用います。沈降又はヒュームドシリカは、ゴムのreinforcmentが必要な場合、カーボンブラックの代替として使用されるが、黒色は避けるべきです。下部圧延損失のシリカフィラーの結果の使用は、カーボンブラックを充填したタイヤに比べしかし、シリカ系充填剤は、あまりにも、自動車のタイヤの市場シェアを獲得しています。
以下の表は、タイヤに使用されるカーボンブラックの種類の概要を説明しています

略称。 ASTM 粒子サイズNM 引張強さMPaで 相対的な実験室の摩耗 相対roadwear摩耗
スーパー摩耗ファーネス Saf N110 20-25 25.2年 1.35 1.25
中級SAF Isaf N220 24-33 23.1年 1.25 1.15分
高い耐摩耗ファーネス SUMMER N330 28-36 22.4年 1.00 1.00
簡単に処理チャンネル Epc N300 30-35 21.7年 00.80 00.90
高速押し出す炉 フェフ N550 39-55 18.2年 00.64 00.72
ハイモジュラス炉 HMF N660 49から73 16.1年 00.56 00.66
半補強炉 Srf N770 70から96 14.7年 00.48 00.60
ファインサーマル フィート N880 180〜200 12.6年 00.22
熱ミディアム N990 250-350 9.8年 00.18

グラフェン酸化物

SBR中に分散したグラフェン酸化物は、高い引張強さをもたらし、タイヤ製造のための重要な材料特性である強度も同様で優れた耐摩耗性及び低転がり抵抗、引裂。グラフェン酸化物 - シリカは、SBRは、環境に優しいタイヤ生産のためだけでなく、高性能ゴム複合体の製造のための競争力のある代替手段を提供しています強化しました。グラフェンおよびグラフェン酸化物が正常に、確実かつ容易に、超音波処理下に剥離することができます。 グラフェンの超音波加工の詳細については、ここをクリックして!